ciclo stirling

Introducción
Lo que se busca en un motor es que pueda desarrollar un trabajo sin tantas perdidas de energía, lo que hace que sea una maquina con una mayor eficiencia y con esto una mayor economía del insumo de combustible. Pero la segunda ley de la termodinámica dice que es imposible construir una máquina perfecta la cual sea capaz de transformar en energía mecánica, la energía que a ésteentra. Siempre existirá una parte que se transforme en calor y la otra parte será el trabajo, así que habrá que ver si estos ciclos cumplen con lo que establece esta ley o no.
Así que desde hace mucho tiempo se habían inventado 2 tipos de ciclos que son los ciclos Stirling y Ericsson, que no tuvieron mucho éxito ya que en el tiempo en el que fueron inventados no existía la suficiente tecnología paradesarrollarlos y perfeccionarlos bien, por lo que hasta apenas se volvieron a retomar ese tipo de ciclos, considerándose como los ciclos más eficientes que se han desarrollado.


Ciclo Stirling
El ciclo de Stirling es un ejemplo, como el ciclo de Carnot de ciclo completamente reversible y que por tanto alcanza el máximo rendimiento que permite el Segundo Principio de la Termodinámica.
Setrata de un ciclo altamente ideal cuya realización práctica, incluso en forma aproximada entraña serias dificultades. No obstante, en los últimos años ha adquirido relevancia con el desarrollo de motores de Stirling, que funcionan de manera aproximada según este ciclo.
Funcionamiento
Consta de los siguientes procesos reversibles
Compresión isotérmica 1-2
El gas se comprime desde un volumeninicial VA hasta uno final VB, inferior, manteniendo su temperatura constante en un valor T1, a base de enfriar el gas de forma continuada.

Calentamiento a volumen constante 2-3
El gas se calienta desde la temperatura T1 a la temperatura T2 manteniendo fijo su volumen.
Expansión isotérmica 3-4
El gas se expande mientras se le suministra calor de forma que su temperatura permanece en su valor T2.Enfriamiento isócoro 4-1
Se reduce la temperatura del gas de nuevo a su valor T1 en un proceso a volumen constante.



Rendimiento
En este proceso se absorbe calor en al calentamiento isócoro y la expansión isoterma, y se cede en los otros dos procesos. El valor neto del calor absorbido es

y del cedido

de forma que el rendimiento es

siendo r la relación de compresión.Característica del ciclo Stirling
Lo que hace especial al ciclo de Stirling y al de Ericsson, que es análogo pero con procesos isobáricos en lugar de isócoricos, es la presencia de un intercambiador de calor. En el enfriamiento del gas que es el proceso del 4-1, se pasa de la temperatura T2 a T1 liberando calor. En el calentamiento, el proceso 2-3, se pasa de T1 a T2, absorbiendo calor. Puesto que se pasapor las mismas temperaturas es supuestamente posible aprovechar el calor liberado al enfriarse sin violar el segundo principio de la termodinámica, que es que el calor que se va liberando gradualmente en un punto del enfriamiento se cede al punto a la misma temperatura en el calentamiento. Puesto que ambos puntos se encuentran a la misma temperatura, el proceso es reversible.



AplicacionesEn España, en la Plataforma Solar de Almería, se han construido equipos formados por grandes discos parabólicos que reflejan y concentran la luz solar hacia un motor Stirling, el cual produce energía mecánica que mediante una biela es conectada a un alternador el cual la transforma en energía eléctrica. Hasta el momento estos son modelos experimentales y demostrativos de gran rendimiento, seespera que sean desarrollados en un futuro. Esta tecnología se considera que será de gran aplicación para regiones donde hay gran número de pobladores dispersos, a los cuales sería muy costoso llegar con red eléctrica.








Ciclo Ericsson
El ciclo de Ericsson es el nombre de inventor John Ericsson, que diseñó y construyó muchas máquinas térmicas únicas basadas en diferentes ciclos...